高压旋喷桩设方案

1.1 工程概况

拟建的中国青城三期住宅项目位于都江堰市青城山镇青景村，场地地势开阔，地形较平缓，交通便利。拟建建筑物由113栋别墅及1栋物业用房组成，拟建物均为2F（H=10.0m），设一层地下室，框架结构，拟采用独立柱基。

根据该场地详勘报告，拟建物中的16号楼，基础底板下存在淤泥、细砂等软弱下卧层，不能满足建筑物荷载要求。

根据本工程场地的地质情况，本着技术可靠、经济合理的对比研究，决定对基础范围内的软弱下卧层（淤泥、细砂）采用高压旋喷注浆法进行地基处理。要求加固后的复合地基承载力特征值fspk≥150kPa，压缩模量ES≥8MPa。

本工程由四川兴源岩土工程有限公司勘察；太平洋建筑设计工程有限公司设计。我单位根据该场地勘察资料和设计技术要求编制高压旋喷注浆法地基处理技术方案

1.2工程地质条件及水文地质条件

根据勘探报告显示，在勘探深度范围内，构成场地的地层为：第四系全系统人工填土层（Q4ml）、第四系上更新统冰水堆积层（Q2fgl）及白垩系灌口组粉砂质泥岩（K2g）, 现自上而下分述如下：

杂填土：堆积年代10年以上，杂色，结构紊乱、松散，稍湿，主要由砼、砖块和生活垃圾组成，含少量粘性土。该层于场地少部分地段分布，层厚0.5-3.2米。

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素填土：灰褐色.褐色，褐黄色，稍湿一湿，结构较松软，主要由粘性土夹少量圆砾.卵石及碎砖块等组成，堆积年代10年以上。该层于场地绝大部分地段分布，层厚0.30-6.90m。

粘土；黄色.褐黄色，稍湿一湿，可塑为主，极少部分地段呈软塑状。土体干强度高，断面光滑，无摇掁反应。土体裂隙发育，分布不均，充填灰白色次生粘土，偶见钙质结核及铁猛质侵染斑点。该层于场地分o布，层厚1.m00-3.90m

粉质粘土；褐黄色，褐色，稍湿一湿，可塑为主，土体干强度较高，无摇振反应。土体裂隙发育，分布不均，含少量铁猛质氧化物斑点，局部地段含少量卵砾石，含量在5-20%不等。该层于场地绝大部分地段分布，层厚0.50-8.30M.

细砂；灰色，灰黄色，湿一饱和，松散，主要成分为石英，长石，次为云母及暗色矿物，局部地段含少量卵砾石，含量在5-20%不等。该层于场地大部分地段分布，层厚0.40-6.00m。

圆砾；灰褐色，松散，湿一饱和，砾石直径一般在1-2cm，含量哟在55-60%,含少量卵石，含量哟占5-15%,局部地段含量哟在5-30%不等的粉质粘土。卵，砾石成分主要为花岗岩，石英岩，砂岩，次为其他变质岩，呈亚圆形，由砂，泥质充填，该层于场地绝大部分地段分布，层厚0.50-11.90m.

淤泥；灰黑色，湿一饱和，软塑一流塑，含少量腐殖物及有机质，该层于场地极少部分地段分布，层厚1.00-5.20m。

卵石：灰黄色，湿-饱和，卵石主要由石英岩、花岗岩、石英砂岩组成，亚圆形，一般粒径30-80mm，大者100-120mm，含漂石5-10%，充填物主要为粘粒及砂粒，部分卵石呈中-微风化状，根据卵石的含量和密实度可分为三个亚层：

松散卵石：卵石排列十分混乱，绝大部分不接触，卵石含量50-55%。

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稍密卵石：卵石排列混乱，大部分不接触，卵石含量55-60%。 中密卵石：卵石交错排列，大部分接触，卵石含量60-70%。

场地内地下水主要为赋存于冲洪积成因砂土和卵石层中的孔隙潜水。砂卵石层透水性较强，富水性较好，含水较丰富。单井出水量800-1200 m3/d，渗透系数为18-25 m/d。受大气降水、地下水侧向径流补给，水位随季节改变而变化，勘探期间测得稳定水位约为1.4-8.3m，标高约691.97-700.16m，根据现场附近的区域水文资料，该场地区地下稳定水位埋深约1.00-6.50m。地下水位年变幅约1.00-3.50m，历史最高水位埋深约1.00m，最高水位标高约695.00m。

场地所属环境类别为Ⅱ类，根据水、土检测报告表明，场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；土对混凝土结构具微腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

1.3 高压旋喷桩设计

1.3.1高压喷射注浆处理的原理

高压喷射注浆法是对需要加固的软弱地层，利用高压喷射液流（水泥浆），

强力冲击劈裂土体，使液流与之混合，经过凝结固化，在土体中形成强度较高的桩体，达到提高承载力和减小沉降量的目的。

1.3.2设计依据

1、《中国青城三期住宅项目岩土工程勘察报告》； 2、《中国青城三期住宅项目16#楼基础平面布置图》； 3、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002、J220—2002）； 4、《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）；

5、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）；

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6、《高压旋喷注浆技术规范》（YSJ210-92）；

7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）； 8、《四川省建筑地基基础质量检测若干规定》（66号文）。

1.3.3确定桩端持力层及桩长

根据场地岩土工程地质条件，选择圆砾层为桩端持力层，桩体进入持力层内不小于1倍桩径，根据基底标高（±0.00=700.30m，基础底标高为-4.90m，垫层厚度10cm，褥垫层厚度20cm，则有效桩顶标高为-5.20m（695.10m），施工垫层顶标高为-4.90m(695.40m)。并结合地勘报告，可知高压旋喷桩桩长统计情况如下表：

建筑物名称 16# 备 注 基础埋深（m） 4.90 高压旋喷桩设计桩长（m） 4.75 施工垫层厚度（m） 0.30 1．高压旋喷桩设计桩长根据地勘报告并结合基础埋深确定。 2．高压旋喷桩设计桩长为平均桩长。 1.3.4确定桩径

场地桩周土主要为粉质粘土、淤泥、细砂、圆砾等层，结合我单位在四川省内的高压喷射注浆法地基处理设计和施工经验，考虑到成都地区的施工方法和施工机械，旋喷桩平均桩径按d=0.6m考虑，桩长宜进入圆砾层1倍桩径。

1.3.5估算复合地基承载力特征值

1、确定桩间土承载力特征值fak

根据场地岩土工程勘察报告地层条件和土的物理力学参数(见下表1.3.5-1),桩间土承载力特征值采用厚度加权平均计算fak=80kPa。

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岩土的工程性能指标建议值表 表1.3.5-1

数 摩擦角（Ф°） 变形模量（E0） 压缩模量（ES） 承载特征值fak（Kpa） 桩侧阻力特高压旋喷征值qsi(kPa) 桩 桩端阻力特征值qp(kPa) 参 土 名 粉质粘土 11 5 150 45 淤泥 2 50 细砂 20 6 7 110 30 圆砾 25 7 8 150 35 600 注：高压旋喷桩设计参数根据地勘报告结合地区施工经验综合确定。

2、估算单桩承载力特征值Ra fspk=m(Ra/Ap)+β（1-m）fsk Ra=UpqsiliqpAp

i1nm=d2/de2

式中：fspk：复合地基承载力特征值（kPa）

Ra：单桩竖向承载力标准值（kN） Ap :桩的截面积（m2）

fsk:处理后桩间土承载力特征值（kPa） m:面积置换率

β：桩间土承载力折减系数，取0.30 Up：桩的周长（m）

n：桩长范围内所划分的土层数

qsi：桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa）

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qp：桩端端阻力特征值（kPa） li：第i层土的厚度（m） d:桩径（m）

de:影响半径（m）

根据地勘报告，选取桩长较短的ZK14、ZK15号与桩长较长且桩侧土较好的ZK13号进行单桩竖向承载力特征值Ra范围值估算，见表1.3.5-2。

单桩竖向承载力特征值Ra估算成果表 表1.3.5-2 土 项 名 目 计算土层厚度（m） 桩侧阻力特征值qsi(kPa) 桩端阻力特征值qp(kPa) 单桩竖向承载力特征值Ra（kN） m） 计算土层厚度（桩侧阻力特征值qsi(kPa) 粉质粘土 45 45 0.5 45 淤泥 细砂 1.6 30 圆砾 2.1 35 600 3.2 35 600 0.6 35 600 ZK13 398．5 516.2 1.5 352.9 nZK14 桩端阻力特征值qp(kPa) 单桩竖向承载力特征值Ra（kN） m） 计算土层厚度（桩侧阻力特征值qsi(kPa) ZK15 桩端阻力特征值qp(kPa) 单桩竖向承载力特征值Ra（kN） 2.4 30 1.8 30 备注 单桩竖向承载力特征值Ra按：Ra=Upqi1siilqpAp计算。 同时单桩承载力还要满足桩身强度要求：

Ra≤ηfcuAp

η-桩身强度折减系数（取0.33）；

fcu--与旋喷桩桩身水泥土配比相同的室内加工土试块（边长为70.70mm的立方体）在标准保养条件下28天龄期的立体抗压强度平均值（取6000KPa）；

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计算知：Ra≤559.55kN，综合考虑施工及地层差异：特取Ra=300kN。 3、计算面积置换率m及桩距S

按单桩承载力最小值Ra=300kN进行计算。根据复合地基的承载力计算公式fspk=m(Ra/Ap)+β（1-m）fsk，得：

mfspkfsk1500.30800.1215 Ra300fsk0.3080Ap3.140.32根据面积置换率公式m=d2/de2，de2= d2/m=0.36/0.1215=2.96， 则de=1.72m，高压旋喷桩按矩形或正方形布置：

3.14(0.30)22

2.32m（按矩形布置） S1×S2≤m0.1215S1.08ApmAp1.083.140.3020.12151.64m（按正三角形面置）

布置原则为：矩形布置的纵横桩间距乘积不宜大于2.32m，三角形布置的桩间距不宜大于1.64m,在基础内布桩，边排桩的桩中心距基础边缘距离原则上为一个桩径，布桩时按基础中心线或按基础中心线对称布置。在施工过程中还应根据场地地质变化情况作适当调整。

根据上述计算对不同基础型号进行高压旋喷桩的布置，并在布置过程中进行实际面积置换率的计算，根据计算结果反复调整桩数及桩间距，以达到设计最优化。在基础内采用三角形布桩，底边为1600mm，高为800mm，共布桩270根，计算面积置换率最小为0.1363～0.2244。

4、估算复合地基承载力特征值 按最小面积置换率m=0.1363计算，

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fspk=0.1363×[300/(3.14×0.32)]+0.3×(1-0.1363)×80 =144.6+20.7 =165.3＞150

能满足“复合地基承载力特征值fak≥150 kPa”的设计要求。

1.3.6褥垫层设计

人工开挖土方至褥垫层设计底标高(基底标高减0.30m,其中褥垫层厚度0.20m,C10砼厚度0.10m),截桩、虚铺褥垫层厚度h=0.23m,铺设在桩顶部,夯实至20cm(其作用是保证桩土共同承担荷载,减少基底的应力集中作用),使夯填度达到0.87～0.90.

褥垫层虚铺厚度由下式确定:

h=ΔH/λ=0.20/0.87=0.23m(λ取0.87)

褥垫层材料采用级配中粗砂加70%左右的碎石,但碎石粒径不宜大于3cm,该项工作在高压旋喷桩桩体施工完成后进行。

1.3.7地基检测说明

采用单桩复合地基载荷试验，委托具有法定资质的检测单位按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）的要求进行检测，质量检验应在高压旋喷桩成桩后28d后进行。检验点的数量为施工孔数的1％，并不少于3点，由甲方和设计单位确定，检测点应具有代表性，桩位应在检测点中心。检测方式和检测点数量按相应规范执行。

试验方法：清底至褥垫层底标高，裁桩至褥垫层底标高，虚铺5cm中粗砂层，在其上进行静载试验。

1.4 工程量统计

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高压旋喷桩施工工程量统计一览表

楼 号 安置房 备 注 设计桩长（m） 垫层厚度（m） 施工桩数（根） 施工进尺（m） 垫层量（m） 4.75 0.30 270 31282.5 102 高压旋喷桩总进尺应根据现场整平情况进行调整，最终确认的高压旋喷桩总进尺宜于合同中或施工核定。

2、施工组织设计

2.1施工人员组织

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工 种 项目经理 项目技术负责 工程技术人员 施工工长 机 长 电工及机修 专职安全员 质 检 员 施工工人 人 数 1 1 1 1 2 1 1 1 20

2.2施工设备计划

序号 1 2 3 4 5 6 设备名称 旋喷钻机 SH-30钻机 变频高压注浆泵 泥浆搅拌机 电焊机 配电装置 手推车 数量 1 2 1 1 1 1 若干 单位 台 台 台 台 台 套

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2.3施工工艺流程及施工方法

2.3.1 施工工艺

测量放孔→钻机就位、跟管钻探引孔→埋设PVC管→贯入注浆管、试喷射→喷射注浆→孔口补浆→拔管冲洗→浆体养护→检测→褥垫层施工。

2.3.2 施工方法

①基坑开挖:施工基坑开挖到-5.20m。

②测量放孔：基坑开挖后按设计测放各施工轴线，根据施工轴线测放桩位。在施工过程中，随时复核桩位，以保证桩位准确。

③成孔：按桩位移动SH30-2A型钻机到位，中心对准孔位，引孔至设计深度。成孔深度根据方案并结合现场地质条件进一步确定，成孔宜进入圆砾层1倍桩径。

④下旋喷管：将注浆管插入钻孔预定深度，注浆管连接接头应密封良好，并须保证下旋喷管过程中喷嘴不被堵塞和注浆管接头处不松动。

⑤旋喷作业：喷浆作业前应检查喷嘴是否堵塞，输浆（水）是否存在泄露等现象，无异常情况后，开始按设计要求进行喷射作业。施工过程中应随时检查各压力表（控制压力25MPa）所示压力和转速（18～22转/分）及提速（180mm/min）等是否正常，在临近桩顶1.0m处，慢速提升旋喷管至桩顶。为确保旋喷桩桩径及桩身质量，土层部分须复喷1～2次。旋喷作业完成后，须将不断冒出的地面的浆液回灌到桩孔内，直到桩孔内的浆液面不再下沉为止。出现异常情况，应立即停止喷射作业，待一切恢复正常后，在继续施工。浆液采用普通硅酸水泥（P.O32.50），水灰比为1：1，喷嘴直径为2mm。

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⑥完成喷射作业后，拔出注浆管。在拔出注浆管后，应立即使用清水洗注浆泵管道。连续注浆时，可于最后一次进行清洗。

⑦注浆体初凝下沉后，应立即采用水泥浆液进行回灌，回灌高度应高出设计标高。

⑧建筑地基旋喷施工完成后，平整场地，进行表面处理（包括清理桩头等），在表面铺设一层200～300mm厚的级配良好的砂卵石，碾压密实，压实后的褥垫层厚度与虚铺厚度比不得大于0.90（该部分工作由土建单位完成）。

⑨检测（由建设方委托有质资的检测单位完成）。

2.4 施工现场管理

本工程由总工程师作技术指导，项目经理、技术负责进行技术把关，由项目经理及各岗位人员进行现场管理。

工程开工前落实各级人员岗位责任，对各施工班组负责人作好交底，由各岗位人员随时掌握施工质量、进度，由项目经理不定期抽查执行情况。

2.5 施工进度计划

本工程计划有效工期为20天，具体施工工期由合同约定。具体施工进度如下：

1、提前进场做好施工准备工作（不包含在合同工期内），包括机具、人员、材料进场；

2、土方开挖：按土方开挖平面图进行，并开挖至基底设计标高，标高有挖方单位控制；

3、测放桩位，进行高压旋喷桩施工；

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4、高压旋喷桩施工及桩间土清理完成后，由甲方委托有资质的检测单位进行复合地基检测，检测合格后，进行人工捡底和褥层施工，再由检测单位进行压实系数检测合格后即可进行下一步施工。

5、按合同要求工期完成外业工作，如因人力不可抗拒的自然因素，工期顺延。

2.6 施工配合问题

1、业主方应解决场地内三通一平，旋喷钻机行走范围内无地面障碍物。确保施工用电（不低于120KW）、用水、路通及夜间施工执照。且水电路接至施工现场。

2、业主方应提供场地管网图，以确保施工安全。

3、我方进场后，业主方应交予拟建物轴线或委托施工单位放样。 4、高压旋喷桩施工完后，应进行基坑开挖至基础底设计标高，该项工作建议由土建施工单位按设计基底标高控制并实施。

5、为保证高压旋喷桩与桩间土共同作用，需在桩顶铺设20cm厚度褥垫层，褥垫层的铺设应在高压旋喷桩完成并验收后，下挖至设计要求后，再用砂碎石回填并压实作为褥垫层。褥垫层施工建议由土建施工单位按要求实施。

2.7 质量控制措施

严格按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002、J220—2002）及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）的质量、技术要求进行施工。

2.7.1质量控制体系

施工现场质量保证体系如下图：

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现场负责 经 理 技术负责员 生产组材料 技术质安后勤2.7.2质量控制措施

①实行质量责任合同制，重奖重罚。公司与项目经理部签订质保合同，达到质量目标，对项目经理及质量有功人员进行奖励，如达不到“目标”则对等惩罚。

②实行质量“否决权”制度，严格质量检查验收。实行“挂牌制”开展“三工序”活动和“三检制”活动，坚持上道工序不合格，下道工序不施工的交接班制度，直到达到要求方可施工。支持质检人员在质量管理工作中行使质量否决权。以检查评定数据作为分配及奖罚依据。

施 工 员 质检员 - 13 -

③实行质量工资制，将工程质量与职工经济利益挂钩，对产品质量实行奖优罚劣。

④各分项工程在施工过程中实行质量程序控制。根据设计及规范要求，结合公司现行管理体制，按各主要分项工程质量控制程序进行施工和控制。

⑤下达生产作业计划的同时，编制各分项工程质量计划，并明确措施。要正确处理质量与工期、质量与产值、质量与效益的关系，走质量效益的发展途径。

⑥建立高效灵敏的质量信息反馈系统。专职质量检查员、技术人员作为信息中心，负责搜集、整理和传递质量信息给决策机构（项目经理部）。决策机构对异常的情况信息迅速作出反应，并将新的指令信息传递给执行机构调整施工部署，纠正偏差。形成一个反应迅速、畅通无阻的质量控制体系。

2.7.3质量控制要点

①施工前，编制施工组织设计,并报院技术审核中心审核、审定批准后方可执行。

②作好施工前的人员安排、机具设备检修、材料计划。

③开工前，根据各施工环节的质量要求，对参加施工的全体施工人员进行技术交底和质量教育，以加强质量意识。

④认真复核施工记录,防止漏桩。

⑤原材料、成品、半成品的验收及检查，水泥必须有出厂合格证，并按规定现场取样，经复核合格后方可使用。及时做好现场砼搅拌施工时的试块留设、养护。

⑥褥垫层的砂石级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。

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⑦每道工序施工前，技术负责人必须组织有关人员对桩轴线位置、标高进行全面复核，确认无误后方能进行下一道工序施工。

⑧要加强现场联系，定期召开协调会，协调交叉施工中的相互关系。事前以工程联系单书面通知对方，并抄送总调度。施工期间必须遵循先后原则，后者不得强行施工。

该工程质量关键点要求：

1）高压喷射注浆体强度不得低于设计要求 2）高压喷射注浆体形态及大小必须与设计要求相符 3）高压喷射注浆体的其他技术指标必须满足设计要求。

2.8 安全保证措施

为确保人身及财产安全，贯彻“安全第一，预防为主”的方针，施工中必须加强安全措施管理，以保证施工顺利进行。

①由项目经理、技术负责人、钻探班长及钻工组成安全管理小组，建立安全责任制，安全责任与经济效益挂钩。

②对全体成员进行安全教育，定期进行安全检查，设置专职安全员，检查出事故隐患后，落实到人进行定时间整改。

③现场设置安全标志，悬挂安全标识。 ④出现安全事故，及时上报，及时处理。 ⑤特种作业持证上岗。

⑥建立班前安全活动制度，上班前提醒职工牢固树立安全施工思想。对施工班组进行安全技术交底，安全技术交底的内容具体全面，针对性要强。

⑦制定安全管理目标，实行安全目标管理责任考核。

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⑧施工用电小于安全距离必须设置防护措施，工作接地与重复接地符合要求，保护零线与工作零线不能混接；配电箱开关厢必须符合三级配电两级保护，实行“一机一闸，一漏一箱”,现场照明专用回路设置漏电保护。

⑨施工现场建立施工用电档案，由专人管理。 ⑩上班必须戴安全帽。

2.9 文明施工及应急措施

2.9.1文明施工

①由项目经理、技术负责人、钻探班长及钻工组成文明施工管理小组。 ②基坑周围设置围护栏杆，围护栏杆材料坚固、稳定、整洁、美观。 ③进入施工现场佩戴工作卡。

④建筑材料、构件、料具按总包单位的总平面布局堆放，料堆挂名称、品种、规格等标牌，堆放整齐。

⑤现场施工人员住宿周围环境卫生、安全。

⑥对施工材料进行覆盖，防粉尘，防噪音，夜间无施工许可证不得施工，建立施工不扰民措施。

⑦施工人员讲文明礼貌用语,不得打架斗殴。

2.9.2应急措施

①时时观察高压旋喷桩注浆压力的变化。

②发生异常情况时应立即停止施工，并立即查清原因和采取措施，待解决问题后方能继续施工。

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3、报价方案

根据《中国青城三期住宅16#楼基础平面布置图》要求，我单位对该项目场地进行高压旋喷桩地基处理工程进行费用预算及报价。

一、 预算前提

按本工程方案设计到的工程量，并按本类工程本地区加固处理的市场价进行预算。本预算仅对高压旋喷桩加固处理项目、检测项目进行计算，不含基坑开挖及支护。且本预算的工程造价是基于：

①基坑已开挖到自然地坪以下5.20m； ②基坑内无地下水或地表水赋积；

③本预算因实际施工体积与理论计算体积有一定的差距，故总费用应根据实际施工体积有所增减。

二、 预算工作量

本工程工作量按以下计算原则进行：

1、本项工程高压旋喷桩施工按设计桩长进行计算；

2、褥垫层虚铺高度为0.23m，夯实后高度为0.20m，工作量按虚铺高度计算；

3、检测工作量按国家有关规定执行。

工作量统计表 表1

序号 ① ② ③ ④ ⑤ 工作内容 设计高压旋喷桩 高压旋喷桩施工 褥垫层施工 静载荷检测 单桩检测 单位 根 米/根 米3 点 点 工作量 270 1282.5/270 102 3 3 备 注

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三、工程费用预算

本工程费用预算按成都地区市场价格进行，各项预算均包括材料、人工等费用。预算费用详见费用预算表2：

16#楼高压旋喷桩费用预算表 表2

序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 预算项目 高压旋喷桩施工 褥垫层施工 静载荷检测 单桩检测 单价 450元/米 200元/米3 6000元/点 600元/点 小计 设计费 图审费 总计 工作量 1282.5米 102米3 3点 3点 费用（元） 577125.0 20400 18000 1800 617325 30000 6000 620925 四、费用报价

通过上述费用计算，我单位本着真诚合作的态度，按成都地区市场价预算、并再优惠，向贵公司作如下报价：

本工程总费用为：620000.00元（大写：陆拾贰万元整）。

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